純電動汽車熱管理系統以及空調系統的製作方法

2023-10-09 14:44:19

本實用新型涉及新能源汽車熱管理技術領域，特別涉及一種純電動汽車熱管理系統以及空調系統。

背景技術：

目前國內新能源汽車都採用熱風型暖風裝置,此裝置的缺點在於加熱時,因加熱棒所產生的高溫與塑料殼體過於接近,會產生有毒的戴奧辛氣體,影響身體健康,而且高電壓直接接入HVAC暖風殼體中,等於高壓電進入駕駛艙,一旦發生危險,對於前座的乘員來說,存在相當大的隱患。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有技術存在的不足，提供一種純電動汽車熱管理系統以及空調系統，本實用新型不但能實現新能源汽車空調的暖風需求,還可利用少量的電能,回收電機的餘熱再加熱，並可對電池系統的加熱和冷卻系統進行熱平衡，優化其性能，提高整車熱管理的效率，具有很高的實用性。

本實用新型的目的是採用下述方案實現的：一種純電動汽車熱管理系統，包括電池包恆溫器、水加熱器和冷凝器，所述水加熱器的進口通過第一水泵與動力冷卻系統的出口連接，所述水加熱器的出口與汽車空調系統的暖風芯體的進口連接，所述暖風芯體的出口與第一水箱的第一進口連接，所述第一水箱的出口與動力冷卻系統的進口連接；所述暖風芯體的出口通過第三電磁閥與電池包恆溫器的第一進口連接，用於給電池包恆溫器提供熱源，所述電池包恆溫器的第一出口與第一水箱的第二進口連接，所述電池包恆溫器的第一進口與第一出口連通；所述冷凝器的出口經第一電磁閥、第一膨脹閥與汽車空調系統的蒸發器的進口連接，所述蒸發器的出口與壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與冷凝器的進口連接；所述冷凝器的出口經第二電磁閥、第二膨脹閥與電池包恆溫器的第二進口連接，用於給電池包恆溫器提供冷源，所述電池包恆溫器的第二出口與壓縮機的進口連接，所述電池包恆溫器的第二進口與第二出口連通；所述電池包恆溫器的第三出口與電池包冷卻系統的進口連接，所述電池包冷卻系統的出口與第二水箱的進口連接，所述第二水箱的出口通過第二水泵與電池包恆溫器的第三進口連接，所述電池包恆溫器的第三進口與第三出口連通。

所述電池包恆溫器設有兩個熱交換器，所述熱交換器的第一進口與第一出口連通，所述熱交換器的第二進口與第二出口連通，其中，第一熱交換器的第一進口經第三電磁閥與暖風芯體的出口連接，所述第一熱交換器的第一出口與第一水箱的第二進口連接，第一熱交換器的第二進口與第二熱交換器的第二出口連通，所述第一熱交換器的第二出口與電池包冷卻系統的進口連接，所述第二熱交換器的第二進口經水泵與第二水箱的進口連接，所述第二熱交換器的第一進口經第二電磁閥、第二膨脹閥與冷凝器的出口連接，所述第二熱交換器的第一出口與壓縮機的進口連接。電池包冷卻液可以在電池包恆溫器的兩個熱交換器內分別進行熱交換，使電池包冷卻液保持在設定溫度。通過檢測電池包溫度可以控制電池包冷卻液與熱源或冷源進行熱交換，從而實現電池包溫度的控制。

優選地，所述水加熱器包括加熱罐，所述加熱罐內設有加熱裝置，所述加熱罐設有進口和出口，所述加熱罐的進口通過進液管與第一水泵的出口連接，所述進液管上設有流量傳感器，所述加熱罐的出口通過出液管與暖風芯體的進口連接。

優選地，所述加熱罐固定在殼體內，所述殼體上固定有高壓插座、通訊控制接口以及控制電路板，所述加熱罐內還設有溫度傳感器，所述加熱裝置通過高壓繼電器與高壓插座連接，所述控制電路板設有控制器，所述控制器與通訊控制接口連接，用於接收指令信號；所述控制電路板設有電壓採集電路和電流採集電路，預防過載/保護。所述電壓採集電路的輸入端和電流採集電路的輸入端分別與高壓插座的兩個引腳連接，電壓採集電路的輸出端和電流採集電路的輸出端分別與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有溫度採集電路、流量採集電路，所述溫度採集電路的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接，所述流量採集電路的輸入端與流量傳感器連接，所述流量採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有高壓驅動電路，所述高壓驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，高壓驅動電路的輸出端與高壓繼電器連接；所述控制電路板設有水泵驅動電路，水泵驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，水泵驅動電路的輸出端與第一水泵連接，所述第一水泵固定在殼體外壁。所述控制器可以採用單片機。

優選地，所述暖風芯體的出口通過第一三通管分別與第一水箱的第一進口、第三電磁閥的進口連接，所述壓縮機的進口通過第二三通管分別與蒸發器的出口、電池包恆溫器的第二出口連接，所述冷凝器的出口通過第三三通管分別與第一電磁閥的進口、第二電磁閥的進口連接。

一種純電動汽車熱管理的空調系統，包括水加熱器，所述水加熱器的進口通過水泵與動力冷卻系統的出口連接，所述水加熱器的出口與暖風芯體的進口連接，所述暖風芯體的出口與水箱的進口連接，所述水箱的出口與動力冷卻系統的進口連接；所述水加熱器包括加熱罐，所述加熱罐固定在殼體內，所述水泵固定在殼體外，所述加熱罐設有進口和出口，所述加熱罐的進口通過進液管與水泵的出口連接，所述進液管上設有流量傳感器，所述加熱罐的出口通過出液管與暖風芯體的進口連接，所述殼體上固定有高壓插座、通訊控制接口以及控制電路板，所述加熱罐內設有加熱裝置和溫度傳感器，所述加熱裝置通過高壓繼電器與高壓插座連接，所述控制電路板設有控制器，所述控制器通過收發器與通訊控制接口連接，用於接收指令信號；所述控制電路板設有電壓採集電路和電流採集電路，所述電壓採集電路的輸入端和電流採集電路的輸入端分別與高壓插座的兩個引腳連接，電壓採集電路的輸出端和電流採集電路的輸出端分別與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有溫度採集電路、流量採集電路，所述溫度採集電路的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接，所述流量採集電路的輸入端與流量傳感器連接，所述流量採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有高壓驅動電路，所述高壓驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，高壓驅動電路的輸出端與高壓繼電器連接；所述控制電路板設有水泵驅動電路，水泵驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，水泵驅動電路的輸出端與水泵連接。

本純電動汽車熱管理的空調系統還包括冷凝器，所述冷凝器的出口經電磁閥、膨脹閥與蒸發器的進口連接，所述蒸發器的出口與壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與冷凝器的進口連接。

優選地，所述水加熱器設有溫度保護開關。

優選地，所述加熱裝置採用PTC加熱片。

優選地，所述殼體包括下殼體和上蓋，所述上蓋固定在下殼體上。

本實用新型具有的優點是：由於純電動汽車熱管理系統包括電池包恆溫器、水加熱器和冷凝器，所述水加熱器的進口通過第一水泵與動力冷卻系統的出口連接，所述水加熱器的出口與汽車空調系統的暖風芯體的進口連接，所述暖風芯體的出口與第一水箱的第一進口連接，所述第一水箱的出口與動力冷卻系統的進口連接；本實用新型採用高功率PTC陶瓷加熱水循環,實現新能源汽車暖風及整車熱管理的熱源,達到安全、環保、節能的要求,採用熱水循環,安全可靠,並且將車上的餘熱再利用,更節能。本實用新型將新能源汽車的電機及電池所產生的熱量,經由系統中液體的熱交換，將熱量帶入加熱罐中，可降低PTC加熱片用電的能耗，並可減少車輛啟動時熱水的反應時間，以平衡各部件所需的溫度環境範圍。

所述暖風芯體的出口通過第三電磁閥與電池包恆溫器的第一進口連接，用於給電池包恆溫器提供熱源，所述電池包恆溫器的第一出口與第一水箱的第二進口連接，所述電池包恆溫器的第一進口與第一出口連通；所述冷凝器的出口經第一電磁閥、第一膨脹閥與汽車空調系統的蒸發器的進口連接，所述蒸發器的出口與壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與冷凝器的進口連接；所述冷凝器的出口經第二電磁閥、第二膨脹閥與電池包恆溫器的第二進口連接，用於給電池包恆溫器提供冷源，所述電池包恆溫器的第二出口與壓縮機的進口連接，所述電池包恆溫器的第二進口與第二出口連通；所述電池包恆溫器的第三出口與電池包冷卻系統的進口連接，所述電池包冷卻系統的出口與第二水箱的進口連接，所述第二水箱的出口通過第二水泵與電池包恆溫器的第三進口連接，所述電池包恆溫器的第三進口與第三出口連通。本實用新型可加載第三電磁閥、第二電磁閥分別給電池包恆溫器提供熱源、冷源,通過電池包恆溫器使新能源汽車電池的溫度能達到恆溫,提升電池的穩定性和安全性,並提高電池的效能.電芯的熱平衡對於未來汽車,快充快放的散熱需求,至關重要,也是實現智能化未來汽車的重要元件。

總之，本實用新型不但能實現新能源汽車空調的暖風需求,還可利用少量的電能,回收電機的餘熱再加熱，並可對電池系統的加熱和冷卻系統進行熱平衡，優化其性能，提高整車熱管理的效率，具有很高的實用性。

附圖說明

圖1為本實用新型的純電動汽車熱管理系統的示意圖；

圖2為本實用新型的水加熱器的控制電路原理框圖；

圖3為本實用新型的水加熱器的外觀示意圖；

圖4為本實用新型的水加熱器的內部結構示意圖。

附圖中，1為高壓繼電器，2為通訊控制接口，3為高壓插座，4為控制電路板，5為溫度保護開關，6為溫度傳感器，7為PTC加熱片，8為第一水泵，9為出液管，10為加熱罐，11為進液管，12為流量傳感器，13為下殼體，14為上蓋。

具體實施方式

參見圖1至圖4，一種純電動汽車熱管理系統，包括電池包恆溫器、水加熱器和冷凝器，所述水加熱器的進口通過第一水泵與動力冷卻系統的出口連接，所述水加熱器的出口與汽車空調系統的暖風芯體的進口連接，所述暖風芯體的出口與第一水箱的第一進口連接，所述第一水箱的出口與動力冷卻系統的進口連接；所述暖風芯體的出口通過第三電磁閥與電池包恆溫器的第一進口連接，用於給電池包恆溫器提供熱源，所述電池包恆溫器的第一出口與第一水箱的第二進口連接，所述電池包恆溫器的第一進口與第一出口連通；所述冷凝器的出口經第一電磁閥、第一膨脹閥與汽車空調系統的蒸發器的進口連接，所述蒸發器的出口與壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與冷凝器的進口連接；所述冷凝器的出口經第二電磁閥、第二膨脹閥與電池包恆溫器的第二進口連接，用於給電池包恆溫器提供冷源，所述電池包恆溫器的第二出口與壓縮機的進口連接，所述電池包恆溫器的第二進口與第二出口連通；所述電池包恆溫器的第三出口與電池包冷卻系統的進口連接，所述電池包冷卻系統的出口與第二水箱的進口連接，所述第二水箱的出口通過第二水泵與電池包恆溫器的第三進口連接，所述電池包恆溫器的第三進口與第三出口連通。優選地，所述暖風芯體的出口通過第一三通管分別與第一水箱的第一進口、第三電磁閥的進口連接，所述壓縮機的進口通過第二三通管分別與蒸發器的出口、電池包恆溫器的第二出口連接，所述冷凝器的出口通過第三三通管分別與第一電磁閥的進口、第二電磁閥的進口連接。

所述電池包恆溫器設有兩個熱交換器，所述熱交換器的第一進口與第一出口連通，所述熱交換器的第二進口與第二出口連通，其中，第一熱交換器的第一進口經第三電磁閥與暖風芯體的出口連接，所述第一熱交換器的第一出口與第一水箱的第二進口連接，第一熱交換器的第二進口與第二熱交換器的第二出口連通，所述第一熱交換器的第二出口與電池包冷卻系統的進口連接，所述第二熱交換器的第二進口經水泵與第二水箱的進口連接，所述第二熱交換器的第一進口經第二電磁閥、第二膨脹閥與冷凝器的出口連接，所述第二熱交換器的第一出口與壓縮機的進口連接。

所述水加熱器包括加熱罐，所述加熱罐內設有加熱裝置，所述加熱罐設有進口和出口，所述加熱罐的進口通過進液管與第一水泵的出口連接，所述進液管上設有流量傳感器，所述加熱罐的出口通過出液管與暖風芯體的進口連接。所述加熱罐固定在殼體內，所述殼體上固定有高壓插座、通訊控制接口以及控制電路板，所述加熱罐內還設有溫度傳感器，所述加熱裝置通過高壓繼電器與高壓插座連接，所述控制電路板設有控制器，所述控制器與通訊控制接口連接，用於接收指令信號；所述控制電路板設有電壓採集電路和電流採集電路，所述電壓採集電路的輸入端和電流採集電路的輸入端分別與高壓插座的兩個引腳連接，電壓採集電路的輸出端和電流採集電路的輸出端分別與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有溫度採集電路、流量採集電路，所述溫度採集電路的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接，所述流量採集電路的輸入端與流量傳感器連接，所述流量採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接；所述控制電路板設有高壓驅動電路，所述高壓驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，高壓驅動電路的輸出端與高壓繼電器連接；所述控制電路板設有水泵驅動電路，水泵驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，水泵驅動電路的輸出端與第一水泵連接，所述第一水泵固定在殼體外壁。所述水加熱器設有溫度保護開關。所述溫度保護開關設置在加熱罐體上,當溫度異常系統自動斷電保護,其加熱罐體上另設有溫度傳感器測量罐內冷卻液的溫度,以提供控制器判定溫度所需的工作範圍。優選地，所述加熱裝置採用PTC加熱片。所述殼體包括下殼體和上蓋，所述上蓋固定在下殼體上。

參見圖1至圖4，一種純電動汽車熱管理的空調系統，包括水加熱器，所述水加熱器的進口通過水泵與動力冷卻系統的出口連接，所述水加熱器的出口與暖風芯體的進口連接，所述暖風芯體的出口與水箱的進口連接，所述水箱的出口與動力冷卻系統的進口連接；所述水加熱器包括加熱罐10，所述加熱罐10固定在殼體內，所述水泵固定在殼體外，所述加熱罐10設有進口和出口，所述加熱罐10的進口通過進液管11與水泵的出口連接，所述進液管11上設有流量傳感器12，所述加熱罐10的出口通過出液管9與暖風芯體的進口連接，所述殼體上固定有高壓插座3、通訊控制接口2以及控制電路板4，所述加熱罐10內設有加熱裝置和溫度傳感器，所述加熱裝置通過高壓繼電器1與高壓插座3連接，所述控制電路板4設有控制器，所述控制器通過收發器與通訊控制接口2連接，用於接收指令信號；所述控制電路板4設有電壓採集電路和電流採集電路，所述電壓採集電路的輸入端和電流採集電路的輸入端分別與高壓插座3的兩個引腳連接，電壓採集電路的輸出端和電流採集電路的輸出端分別與控制器的輸入端連接；所述控制電路板4設有溫度採集電路、流量採集電路，所述溫度採集電路的輸入端與溫度傳感器連接，所述溫度採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接，所述流量採集電路的輸入端與流量傳感器12連接，所述流量採集電路的輸出端與控制器的輸入端連接；所述控制電路板4設有高壓驅動電路，所述高壓驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，高壓驅動電路的輸出端與高壓繼電器1連接；所述控制電路板4設有水泵驅動電路，水泵驅動電路的輸入端與控制器的輸出端連接，水泵驅動電路的輸出端與水泵連接。控制器提供溫度過載監測,電流過高自動關閉,驅動氣溫度監測,電壓過低保護裝置,加熱器開/短路檢測等各項保護措施,通訊控制接口2提供各類車型PWM、LIN、CAN不同的電氣接口及協議的需要。水加熱器採用整體結構布局,由水加熱系統及控制電路系統組合成一體,結構緊湊,方便設計、安裝。本實用新型還有採集繼電器的溫度是否過高的功能。

本純電動汽車熱管理的空調系統還包括冷凝器，所述冷凝器的出口經電磁閥、膨脹閥與蒸發器的進口連接，所述蒸發器的出口與壓縮機的進口連接，所述壓縮機的出口與冷凝器的進口連接。

所述水加熱器設有溫度保護開關5。所述溫度保護開關5設置在加熱罐10體上,當溫度異常系統自動斷電保護,其加熱罐10體上另設有溫度傳感器6測量罐內冷卻液的溫度,以提供控制器判定溫度所需的工作範圍。

所述加熱裝置採用PTC加熱片7。

所述殼體包括下殼體13和上蓋14，所述上蓋14固定在下殼體13上。

當控制器接受新能源車熱管理指令後,由控制器啟動第一水泵8將來自第一水箱的液體經由流量傳感器12、進液管11進入加熱罐10,控制器採集到流量傳感器12的信號後，控制高壓繼電器啟動PTC加熱片7將加熱罐10裡的液體進行加熱,經由溫度傳感器6的溫度感應控制將加熱罐10內的液體加熱至所需溫度範圍後,經由出液管9進入汽車空調系統的暖風芯體熱交換器中,提供汽車空調所需的暖氣熱源,液體經過熱交換後,再回到第一水箱內集液,形成一個循環。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例，並不用於限制本實用新型，顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。